EP0611898A1 - Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig - Google Patents

Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig Download PDF

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EP0611898A1
EP0611898A1 EP94101675A EP94101675A EP0611898A1 EP 0611898 A1 EP0611898 A1 EP 0611898A1 EP 94101675 A EP94101675 A EP 94101675A EP 94101675 A EP94101675 A EP 94101675A EP 0611898 A1 EP0611898 A1 EP 0611898A1
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plastic cage
support ring
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roller
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Ford France SA
Ford Motor Co Ltd
Ford Motor Co
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Ford Werke GmbH
Ford France SA
Ford Motor Co Ltd
Ford Motor Co
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    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D41/067Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
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    • F16D2041/0601Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with a sliding bearing or spacer

Definitions

  • the invention relates to a roller or sprag freewheel with a plastic cage, the type explained in the preamble of claim 1.
  • a sprag freewheel with double cage in which at least the outer cage is made of plastic and is provided on its outer circumference with locking lugs, via which it is axially fixed in a corresponding locking groove on the inner circumference of the outer race.
  • This sprag freewheel is provided with at least one laterally arranged support ring made of metal with a U-shaped cross-section, which centers the outer race relative to the inner race and supports it with sliding bearings and which is connected to the plastic cage by a snap connection.
  • a pinch roller freewheel with a plastic cage is known, in which the plastic cage forms integral support rings with lateral support rings which center the outer race relative to the inner race and are supported on sliding bearings.
  • the known centering and support via plastic bezels has the disadvantage that the high thermal expansion properties of the plastic take into account the design must be and that such a centering and plain bearing can not be loaded as high as desired.
  • the object of the invention is to improve a roller or sprag freewheel with a plastic cage, which is explained in the preamble of claim 1, such that a side support ring made of metal can be firmly and easily connected to the plastic cage.
  • this object is achieved by applying the features indicated in the characterizing part of claim 1 to a roller or sprag freewheel with a plastic cage, of the type explained in the preamble of claim 1.
  • the metallic support ring is provided at its base with a number of axial openings, protrude into the corresponding projecting pins on the plastic cage and the opening are fused by the action of an ultrasonic welding head or the like, a positive and firm connection between the plastic cage and the achieved metallic support ring without having to insert any metallic parts into the mold in the manufacture of the plastic cage in plastic injection molding.
  • the anchoring head formed by the melting of the pins can be made stronger and yet flush with the outer surface.
  • the roller or sprag body freewheel 1 essentially consists of a plastic cage 4, which accommodates a plurality of roller or sprag bodies 5 in corresponding pockets (not shown), which are additionally supported by a metallic inner cage or a spring arrangement 6.
  • the plastic cage 4 has side rims 7 and 8, locking lugs 9 being formed on the outer circumference of one side ridge and 8 axially projecting pins 10 being provided on the other side ridge.
  • the radially projecting locking lugs 9 interact axially with a corresponding locking groove 11 in the outer race 2.
  • the other board 8 of the plastic cage 4 is overlapped by a metallic support ring 12 with a U-shaped cross section, which is provided in its base with a number of axial openings 13 and with its angled legs 14 and 15 on the one hand on the outer race 2 and on the other Inner race 3 supported on sliding bearings.
  • the openings 13 in the metallic support ring 12 receive the axially projecting pins 10 and the material of the pins is fused into heads 16 by the action of an ultrasonic welding head or the like.
  • the openings 13 in the metallic support ring 12 can also, see FIG. 3, be provided with a countersink 17 in order to receive the material of the pins 10 flush with the surface.
  • the metallic support ring with a U-shaped cross section can consist in a known manner of an iron material which is clad on one side with a slide bearing alloy, so that the angled legs 14 and 15 provide corresponding slide bearing supports for the outer race 2 and the inner race 3.
  • connection area between the metallic support ring and the plastic cage shows a further embodiment of the connection area between the metallic support ring and the plastic cage. Since most components are retained unchanged, they are given the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3. Only the modified metallic support ring with its associated parts is provided with reference numerals with an added dash index.
  • the metallic support ring 12 'with a U-shaped cross-section again has a number of openings 13' in its base, which, however, are formed at the base of an impression 18.
  • machining of the metallic support ring 12 ' can be avoided and the required openings 13' and the depression 18 can be produced directly during the stamping or drawing process during the production of the metallic support ring 12 '.
  • connection between the plastic cage 4 and the metallic support ring 12 'again takes place in such a way that the axially projecting pins 10 on the board 8 of the plastic cage 4 are inserted into the corresponding openings 13' in the metallic support ring 12 'and subsequently are melted down so far with an ultrasonic welding head or the like that they largely fill the depression 18. So a stronger anchor can. tion head 19 are formed, which is nevertheless flush.

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Abstract

Bei einem Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig, der über an einem Bord vorgesehene radiale Rastnasen in einer entsprechenden Rastnut in einem Außenlaufring axial fixiert ist und an zumindest einer Seite mit einem metallischen Stützring mit U-förmigen Querschnitt verbunden ist, der den Außenlaufring gegenüber dem Innenlaufring zentriert und gleitgelagert abstützt, ist der metallische Stützring (12) an seiner Basis mit einer Anzahl von axialen Öffnungen (13) versehen und der benachbarte Bord (8) des Kunststoffkäfigs (4) ist mit einer entsprechenden Anzahl von axial vorragenden Zapfen (10) versehen, die nach Durchtritt durch die Öffnungen (13) durch Einwirken eines Ultraschallschweißkopfes oder dergleichen niedergeschmolzen werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art.
  • Aus der EP-PS 0,291,550 ist ein Klemmkörper-Freilauf mit Doppelkäfig bekannt, bei dem zumindest der Außenkäfig aus Kunststoff besteht und an seinem Außenumfang mit Rastnasen versehen ist, über die er in einer entsprechenden Rastnut am Innenumfang des Außenlaufringes axial fixiert ist. Dieser Klemmkörperfreilauf ist mit zumindest einem seitlich angeordneten Stützring aus Metall mit U-förmigem Querschnitt versehen, der den Außenlaufring gegenüber dem Innenlaufring zentriert und gleitgelagert abstützt und der mit dem Kunststoffkäfig durch eine Schnappverbindung verbunden ist.
  • Die bekannte Schnappverbindung zwischen dem Kunststoffkäfig und dem metallischen Stützring kann für besondere Anwendungsfälle unzureichend sein oder Schwierigkeiten verursachen.
  • Aus der DE-OS 27 19 685 ist ein Klemmrollenfreilauf mit einem Kunststoffkäfig bekannt, bei dem der Kunststoffkäfig mit einstückig angeformten Bordringen seitliche Stützringe bildet, die den Außenlaufring gegenüber dem Innenlaufring zentriert und gleitgelagert abstützen.
  • Die bekannte Zentrierung und Abstützung über Bordringe aus Kunststoff weist den Nachteil auf, daß die hohe Wärmeausdehnungseigenschaften des Kunststoffes konstruktiv berücksichtigt werden müssen und daß dann eine solche Zentrierung und Gleitlagerung nicht beliebig hoch belastet werden kann.
  • Aus der DE-OS 33 33 130 ist ein Klemmrollenfreilauf mit einem Kunststoffkäfig bekannt, bei dem einstückig angeformte Wangenteile wieder eine Zentrierung und Abstützung des Außenlaufringes gegenüber dem Innenlaufring ermöglichen.
  • Auch bei dieser bekannten Zentrierung und Abstützung muß die höhere Wärmeausdehnung des Kunststoffmaterials entsprechend berücksichtigt werden.
  • Aus der DE-OS 36 20 804 ist ein Kunststoffkäfig für einen Freilauf bekannt, bei dem über einstückig angeformte Stirnringe eine Zentrierung und Abstützung des Außenlaufringes gegenüber dem Innenlaufring ermöglicht wird, wobei die Stirnringe durch Umspritzen eingeschlossene metallische Armierungsringe enthalten, deren Temperaturausdehnungskoeffizient im wesentlichen dem von Außenlaufringen und Innenlaufringen entsprechen.
  • Bei diesem Freilauf mit Kunststoffkäfig werden die Probleme mit den bei unterschiedlichen Materialien unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten zwar gemeistert, das UmSpritzen der metallischen Armierungsringe mit dem Material des Kunststoffkäfigs erfordert jedoch einen erheblichen Herstellungsaufwand.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art, derart zu verbessern, daß ein seitlicher Stützring aus Metall fest und auf einfache Weise mit dem Kunststoffkäfig verbunden werden kann.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei einem Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art, die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 aufgezeigten Merkmale angewendet werden.
  • Dadurch, daß der metallische Stützring an seiner Basis mit einer Anzahl von axialen Öffnungen versehen ist, in die entsprechend vorragende Zapfen am Kunststoffkäfig einragen und durch Einwirken eines Ultraschallschweißkopfes oder dergleichen die Öffnung ausfüllend verschmolzen werden, wird eine formschlüssige und feste Verbindung zwischen dem Kunststoffkäfig und dem metallischen Stützring erzielt, ohne daß bei der Herstellung des Kunststoffkäfigs im Kunststoffspritzguß irgendwelche metallischen Teile in die Form eingelegt werden müssen.
  • Wird die Öffnung im metallischen Stützring am Grunde einer eingeprägten Ausnehmung ausgebildet, so kann der durch das Verschmelzen der Zapfen gebildete Verankerungskopf kräftiger und dennoch mit der Außenfläche bündig gestaltet werden.
  • Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1
    einen vertikalen Teilschnitt durch einen Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig gemäß der Erfindung;
    Fig. 2
    eine Teilansicht des Rollen- oder Klemmkörperfreilaufes in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1;
    Fig. 3
    eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereiches Z in Fig. 1 und
    Fig. 4
    eine andere Ausführungsform des Verbindungsbereiches.
  • In den Figuren 1 und 2 ist die Anordnung eines Rollen- oder Klemmkörperfreilaufes 1 zwischen einem Außenlaufring 2 und einem Innenlaufring 3 in Teilschnitt gezeigt.
  • Der Rollen- oder Klemmkörperfreilauf 1 besteht im wesentlichen aus einem Kunststoffkäfig 4, der in entsprechenden Taschen (nicht gezeigt) eine Vielzahl von Rollen- oder Klemmkörpern 5 aufnimmt, die durch einen metallischen inneren Käfig oder eine Federanordnung 6 zusätzlich abgestützt werden.
  • Der Kunststoffkäfig 4 weist Seitenborde 7 und 8 auf, wobei am Außenumfang des einen Seitenbordes 7 Rastnasen 9 ausgebildet sind und am anderen Seitenbord 8 axial vorspringende Zapfen 10 vorgesehen sind.
  • Die radial vorspringenden Rastnasen 9 wirken mit einer entsprechenden Rastnut 11 im Außenlaufring 2 axial fixierend zusammen.
  • Der andere Bord 8 des Kunststoffkäfigs 4 wird von einem metallischen Stützring 12 mit U-förmigen Querschnitt übergriffen, der in seiner Basis mit einer Anzahl von axialen Öffnungen 13 versehen ist und der sich mit seinen abgewinkelten Schenkeln 14 und 15 einerseits am Außenlaufring 2 und andererseits am Innenlaufring 3 gleitgelagert abstützt.
  • Die Öffnungen 13 im metallischen Stützring 12 nehmen die axial vorspringenden Zapfen 10 auf und das Material der Zapfen wird durch Einwirken eines Ultraschallschweißkopfes oder dergleichen zu Köpfchen 16 verschmolzenen.
  • Die Öffnungen 13 im metallischen Stützring 12 können auch, siehe Fig. 3, mit einer Ansenkung 17 versehen sein, um das Material der Zapfen 10 flächenbündig aufzunehmen.
  • Der metallische Stützring mit U-förmigem Querschnitt kann in bekannter Weise aus einem Eisenwerkstoff bestehen, das auf einer Seite mit einer Gleitlagerlegierung plattiert ist, so daß die abgewinkelten Schenkel 14 und 15 entsprechende Gleitlagerabstützungen für den Außenlaufring 2 und den Innenlaufring 3 bereitstellen.
  • In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Verbindungsbereiches zwischen dem metallischen Stützring und dem Kunststoffkäfig gezeigt. Da die meisten Bauteile unverändert beibehalten werden, sind diese mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 bis 3 versehen. Lediglich der geänderte metallische Stützring ist mit seinen zugehörenden Teilen mit Bezugszeichen mit hinzugefügtem Strich-Index versehen.
  • Der metallische Stützring 12' mit U-förmigem Querschnitt weist wieder in seiner Basis eine Anzahl von Öffnungen 13' auf, die jedoch am Grund einer Einprägung 18 ausgebildet sind. Dadurch kann im Gegensatz zu der Ausführungsform in Fig. 3 eine spanabhebende Bearbeitung des metallischen Stützringes 12' vermieden werden und die erforderlichen Öffnungen 13' und die Einsenkung 18 können unmittelbar beim Stanz- oder Ziehvorgang während der Herstellung des metallischen Stützringes 12' hergestellt werden.
  • Die Verbindung zwischen dem Kunststoffkäfig 4 und dem metallischen Stützring 12' erfolgt wieder in der Weise, daß die axial vorspringenden Zapfen 10 am Bord 8 des Kunststoffkäfigs 4 in die entsprechenden Öffnungen 13' im metallischen Stützring 12' eingeführt werden und darauf folgend mit einem Ultraschallschweißkopf oder dergleichen so weit niedergeschmolzen werden, daß sie die Einsenkung 18 weitgehend ausfüllen. So kann ein kräftigerer Veranke. rungskopf 19 ausgebildet werden, der dennoch flächenbündig liegt.

Claims (2)

  1. Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig (4), der über an einem Bord (7) vorgesehenen radialen Rastnasen (9) in einer entsprechenden Rastnut (11) in einem Außenlaufring (2) axial fixiert ist und an zumindest einer Seite mit einem metallischen Stützring (12) mit U-förmigen Querschnitt verbunden ist, der den Außenlaufring (2) gegenüber dem Innenlaufring (3) zentriert und gleitgelagert abstützt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - der metallische Stützring (12) an seiner Basis mit einer Anzahl von axialen Öffnungen (13) versehen ist,
    - der Kunststoffkäfig (4) an seinem dem metallischen Stützring (12) benachbarten Bord (8) mit einer entsprechenden Anzahl von axial vorragenden Zapfen (10) versehen ist und
    - die in die Öffnungen (13) eingeführten Zapfen (10) durch Einwirken eines Ultraschallschweißkopfes oder dergleichen niedergeschmolzen werden.
  2. Rollen- oder Klemmkörperfreilauf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Öffnungen (13) in der Basis des metallischen Stützringes (12 bzw. 12') entweder mit einer Ansenkung (17) oder einer vorgelagerten Einprägung (18) versehen sind.
EP94101675A 1993-02-18 1994-02-04 Rollen- oder Klemmkörperfreilauf mit einem Kunststoffkäfig Expired - Lifetime EP0611898B1 (de)

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